Le livre commence par un premier chapitre consacré à une longue évocation de Charles Nodier, écrivain et ami proche de Dumas, qui l’accueillit à Paris à ses débuts et l’introduisit dans la vie intellectuelle de la capitale. A la fin de ce chapitre autobiographique, Dumas affirme que Nodier lui a raconté une histoire, qu’il retranscrit ensuite.
Le récit proprement dit se déroule en 1793, sous la Terreur. La guillotine ensanglante les rues de Paris. Mais Paris reste Paris : à l’odeur du sang se mêle le parfum de l’or et des femmes ; au son du couperet celui des théâtres et de l’ivresse. C’est dans cette comédie macabre qu’entrent Hoffmann, le «vrai» E.T.A. Hoffmann (écrivain et compositeur allemand, 1776–1822, auteur de nombreux contes fantastiques) mis en scène ici par Dumas, et ses idéaux. Le jeune homme a quitté son Allemagne natale et sa douce fiancée, Antonia – à qui il a fait le serment de ne pas jouer et surtout de lui rester fidèle, sans quoi elle mourrait – pour découvrir ce Paris mythique et palpitant.
Dans la capitale, c’est le spectacle de la mort et de la sensualité qu’il va découvrir : sa première vision sera celle de la du Barry que l’on va guillotiner, la seconde celle d’Arsène, danseuse et maîtresse de Danton, qui porte à son cou un collier de velours dont le fermoir est une guillotine en argent. Subjugué par la jeune femme et porté par un désir ardent et enivrant, la seule obsession de Hoffmann est de la posséder, quitte à sacrifier Antonia et à trahir ses promesses. Et la seule façon d’avoir cette femme, c’est de l’acheter : il décide alors de jouer pour couvrir Arsène d’or. Emporté par une fièvre démoniaque et hallucinée, il joue et gagne.
Fou de joie et gonflé de désir il se précipite chez Arsène qui est absente : Danton vient d’être arrêté et guillotiné, elle s’est enfuie pour ne pas connaître le même sort. Hagard, Hoffmann erre alors dans Paris où il retrouve Arsène, recroquevillée près de la guillotine. Attirée par l’or, la jeune femme part avec lui et l’emmène dans un hôtel où ils passent la nuit ensemble. Mais le lendemain, c’est un cadavre que découvre Hoffmann à ses côtés. Et alors que le médecin détache le collier de velours, la tête d’Arsène, guillotinée en fait la veille, roule aux pieds de l’amant.
Essayant de retrouver ses esprits, il retourne à la maison de jeu pour récupérer un médaillon confié par Antonia qu’il avait mis en gage. Mais la mort là encore l’attend : Hoffmann apprend que sa fiancée est morte.